聚丙烯酸钠复合超滤膜研制初探（I）UPANA—l复合膜的制备

以聚丙烯酸钠为复合膜分离层材料,多孔的聚醚砜(PES)超滤膜为基膜研制出具有超薄分离层的聚丙烯酸钠复合超滤膜(UPANA-1).用浓度为0.005 g/L的分子量为1 000的聚乙二醇水溶液作为介质溶液,室温、压力0.6 MPa下做膜性能测试,UPANA-1膜的截留率大于90%,水通量为32.6 L/(m2*h).并着重研究了基膜的选择、超薄分离层膜液的组成等制膜条件对复合膜性能的影响.     

聚丙烯酸钠复合超滤膜研制初探(Ⅱ)UPANA-1复合膜的性能与结构

研究了UPANA-1复合超滤膜分离性能,以及压力、时间、进样浓度等操作条件对UPANA-1膜性能的影响．同时研究了UPANA-1复合膜的抗污染情况及其膜表面微观状态．结果表明：(1)UPANA-1复合超滤膜的截留相对分子质量为1000;(2)操作压力的提高、运行时间的延长和溶液浓度的变化对UPANA-1复合超滤膜的截留率影响较小;(3)与基膜相比,UPANA-1复合膜的耐污染性有大幅度的提高．     

PVC基中空纤维复合纳滤膜制备及其性能表征

以聚氯乙烯(PVC)中空纤维超滤膜为基膜,以哌嗪(PIP)为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,通过界面聚合法制备中空纤维复合纳滤膜。着重研究了水相涂覆后吹扫工艺对超薄分离层完整性及膜分离性能的影响规律,进而研究了各制膜因素的影响。所制备的纳滤膜在0.35 MPa,25℃条件下,对1 000mg/L硫酸镁(MgSO_4)水溶液的截留率为96.4%,相应通量为24.1L/(m~2·h)。     

聚酰胺复合纳滤膜的制备与表征

以聚砜超滤膜为基膜,通过间苯二胺(PDA)与均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜.系统地考察了界面聚合条件对所得复合膜性能的影响及膜对不同类型的无机盐的分离性能.详细表征了基膜与复合膜的表面形貌和接触角.结果表明:最佳聚合条件为:PDA质量分数1.5%,TMC质量分数0.1%,水相浸泡时间3min,反应时间20s,热处理温度80℃,热处理时间3min.在0.6MPa下,对2 000mg/L的MgSO4的截留率和通量分别为95.6%和7L/(m2·h).复合膜对四种不同类型无机盐的截留率的次序依次为Na2SO4MgSO4NaClMgCl2.此外,表面形貌和接触角研究表明通过界面聚合在基膜表面形成了一层聚酰胺功能层.     

动态LBL组装聚离子膜对乙醇/水体系的渗透汽化性能

采用动态层-层吸附成膜法(动态LBL),以聚醚砜超滤膜为基膜,以聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯亚胺(PEI)为聚离子制备了聚离子复合膜.考察了动态成膜与静态吸附成膜的膜性能比较,研究了动态过滤时间、聚离子浓度、进料浓度、温度等因素对该复合膜渗透汽化性能的影响;并对复合膜表面和截面做了扫描电镜分析.在40℃时,该复合膜对乙醇/水体系的分离因子可达1300,渗透通量约150 g/(m2.h),体现了较好的渗透汽化分离性能.     

界面聚合法制备海藻酸钠/聚砜复合纳滤膜

以聚砜(PS)超滤膜为基膜,海藻酸钠(Sodium Alginate,NaAlg)和均苯三甲酰氯(TMC)分别为水相和油相反应单体,经界面聚合反应制备一种新型复合纳滤膜.研究了制备影响因素对复合膜分离性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)对复合膜的表面形态和断面结构进行了表征.结果表明,当海藻酸钠的质量分数为2.0%,TMC的质量分数为0.25%,TMC反应时间为30s,热处理温度为50℃,热处理时间为10min时所制备的膜性能最好.所制备的复合纳滤膜在操作压力1.0MPa下,对1 000mg/L的Na2SO4溶液的脱盐率为84.9%,通量为12.2L/(m2.h).     

静电自组装PDDA/CMCNa聚电解质复合纳滤膜及其性

以聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,通过羧甲基纤维素钠(CMCNa)阴离子聚电解质和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)阳离子聚电解质层层静电自组装(LbL)制备得到复合纳滤膜.考察了阴离子聚电解质溶液浓度、组装层数对膜表面荷电性、形貌和亲水性等的影响;同时研究了操作条件不同时该纳滤膜对罗丹明B染料分离性能变化.结果表明,CMCNa阴离子聚电解质浓度增大时,膜表面荷负电性和亲水性增强;当PDDA质量浓度为5.0 g/L,CMCNa的浓度为2.0 g/L,且组装4.0个派对层时,复合膜表面ζ电位约为 70 mV,其接触角约为30°;制备的(5 PDDA/2CMCNa)5.0-PAN复合纳滤膜,在25℃和0.60 MPa的操作条件下,对0.4×10-3 g/L的罗丹明B截留率达到90％,通量为42 L/(m2·h·MPa).     

新型耐高温聚酰胺复合纳滤膜的制备及性能研究

以耐高温的杂萘联苯聚芳醚超滤膜为基膜,通过哌嗪(PIP)与均苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合反应制备了复合纳滤膜.研究了界面聚合条件对膜性能的影响;利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析了膜表面形貌,并用统计法计算了膜表面粗糙度;考察了操作条件对膜性能的影响,及膜对染料和无机盐的分离性能.结果表明,所制备的复合膜具有良好的热稳定性,在1.0MPa,80℃下对Na2SO4的截留率保持在96%以上,而通量高达400L/(m2·h).在1.0MPa,60℃下复合膜对低分子染料的截留率较高,且通量达到180～210L/(m2·h),对NaCl的截留率低于20%.     

聚醚砜基膜热稳定性对复合纳滤膜性能的影响

研究聚醚砜超滤基膜的热稳定性对界面聚合法制备复合纳滤膜性能的影响.加入TiO_2纳米粒子可显著改善超滤膜的热稳定性,并随着基膜中TiO_2的增加,超滤基膜的热稳定性也随之增加.基膜TiO_2含量增至8%时,纳滤膜的水通量从27 L/(m~2·h)逐渐增加到38 L/(m~2·h),对NaCl的截留率从48%增加到58%,而对MgSO_4的截留率保持不变.研究表明,提高微滤基膜的热稳定性有助于提高复合纳滤膜的水通量和截留率.     

纳米硫化铁改性纳滤膜的制备及抗菌性能

为了提高纳滤膜的抗菌性,以三氯化铁和二烯丙基二硫(DADS)为原材料,通过改进的溶剂热法合成具有抗菌能力的纳米硫化铁(nFeS).以聚砜超滤膜为基膜,将纳米硫化铁作为改性剂添加到水相哌嗪单体中,通过界面聚合制备出nFeS改性聚酰胺纳滤(NF)膜.系列表征证明nFeS成功制备并负载到聚酰胺纳滤膜选择层中.nFeS改性聚酰胺纳滤膜在0.4 MPa操作压力下的渗透通量为65.7 L/(m²·h),对1 000 mg/L的Na₂SO4截留率为94.8%;随着nFeS添加量的增加,nFeS改性纳滤膜的抗菌性能逐渐增强.在NF膜具有较好渗透分离性能的前提下,改性NF膜对革兰氏阳性菌的抑菌率达到57%,对革兰氏阴性菌的抑菌率达到41%;同时,nFeS改性NF膜还具有较好的抗污染性.     

聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯复合纳滤膜的制备

以AIBN为引发剂,采用本体聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA),并采用中空纤维超滤膜技术滤除PDMAEMA水溶液中的低聚物和未反应的单体.以聚砜(PSf)超滤膜为基膜,以所精制的PDMAEMA为水相涂层液,以对二氯苄的正庚烷溶液为有机交联剂,利用界面聚合的方法制备了PDMAEMA/PSf荷正电复合纳滤膜.实验重点研究了PSf基膜和单体浓度、水相pH值及浸涂时间、水相沥干时间、交联反应时间等条件对所制备纳滤膜分离性能的影响,确定了较优的制膜条件.所制备的荷正电纳滤膜对1g/LMgSO4水溶液(0.8MPa,30℃)的截留率为86.7%,水通量为8.4L/(m2.h).     

抑菌性聚醚砜超滤膜的制备及性能表征

通过共混法制备了含辣素衍生结构聚合物的抑菌性聚醚砜超滤膜.首先,用N-(5-甲基-3-异丁基-2羟基-苄基)-丙烯酰胺(MBHBA)和丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)制备了三元共聚物P(A-M-M),并通过红外光谱证实了聚合物的合成;然后考察了铸膜液中三元共聚物的质量浓度对所制备超滤膜性能的影响.结果表明,当P(A-M-M)质量分数为1%时,改性膜具有较高的综合性能:纯水通量和BSA截留率分别为183.8 L/(m~2·h)和93.8%,与基膜相比略有提高;同时亲水性大幅增加,水静态接触角仅为57°,比基膜降低了17°;抑菌率达到了76%,远高于基膜的抑菌率(20%).     

界面耦合法制备配位纳滤膜

传统纳滤膜主要通过界面聚合法制备,其分离层与基膜之间的结合力为分子间作用力,较为薄弱.通过在分离层与基膜之间引入配位键,采用金属-有机配位技术在聚酰亚胺基膜上制备了具有纳滤性能的分离层.首先通过考察NaOH溶液的浓度和反应时间对于基膜形貌和基团的影响,优化基膜的修饰程度,确定最佳的NaOH溶液浓度为0.01 mol/L,修饰时间为9 min.然后通过Fe~(3+)与Na~+之间的置换将配位中心Fe~(3+)引入基膜表面.最后考察不同金属配位中心与有机配体的比例对膜性能的影响,确定最优植酸与Fe~(3+)的摩尔比为3∶7.制得的配位纳滤膜表面负电性与亲水性都得到增强.制得的膜对1 000 mg/L Na_2SO_4的截留率为85.6%,通量为53 L/(m~2·h·MPa),对多种染料的截留率在99%以上,且具有较好的长期稳定性.     

TiO2改性静电纺复合超滤膜抗污染性能的研究

膜污染是制约超滤膜广泛使用的最重要因素之一,膜污染直接影响到膜的使用寿命及膜的分离性能.本文采用静电纺丝技术制备了PET/PVA纳米纤维复合超滤膜,通过溶剂浸泡处理复合膜,将PVA纳米纤维层溶胀并交联,形成具有抗污染性能的PVA表面致密层结构,所制备的复合纳米纤维超滤膜具有水通量损失率小、通量恢复率高的优点.通过在PVA中添加不同质量分数的TiO2进一步改善膜的亲水性和抗污染性能.使用死端过滤系统过滤10 mg/L腐殖酸溶液,测试结果表明:复合膜的分离性能和抗污染性能在一定范围内随着TiO2的增加而增大.亲水性TiO2的添加能够进一步增强PVA的亲水性,对复合膜抗污染性能的提高有重要作用.但是,TiO2的添加也会增大膜表面的粗糙度,不利于膜抗污染性能的提高,因此,TiO2有一个合宜的添加限度.     

以PAN为基膜的复合纳滤膜的制备研究

以NaOH溶液改性后的聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,对,对′-二氨基二苯甲烷(DDM)和均苯三甲酰氯(TMC)为单体,经过界面聚合反应制备复合纳滤膜。考察了胺浓度、酸接受剂浓度、界面聚合时间等对膜分离性能的影响。结合FTIR和环境扫描电镜(ESEM)研究复合膜的表面形态及断面结构,讨论了复合纳滤膜致密层的结构与其性能的关系。结果表明,采用界面聚合反应在PAN改性膜上已复合一层致密的表皮层,该致密表皮层是聚酰胺结构。     

中空纤维复合纳滤膜的制备与表征以及醇的影响

以聚醚砜(PES)中空纤维超滤膜为基膜,采用界面聚合法制备聚哌嗪酰胺中空纤维复合纳滤膜。其最佳工艺条件为哌嗪(PIP)1.5%(质量分数),均苯三甲酰氯(TMC)0.2%(质量分数),聚合时间30 s,热处理条件80℃/20 min。在0.3 MPa、25℃条件下,该纳滤膜的纯水通量33.6 L/m2h,对1 000 mg/L MgSO4溶液的截留率为85%。作为添加剂的醇,其羟基数及含量不同,对膜性能的影响也不同,可以通过这些因素的调控来提高膜的截留性能。     

电场强化组装聚离子复合物膜研究

采用水解改性PAN超滤膜作为基膜.通过动态电场强化技术复合聚乙烯亚胺(PEI)制备聚电解质渗透汽化复合膜,考察了不同电压对聚离子复合膜的渗透汽化性能的影响.实验测定了复合膜对不同醇/水体系的分离性能,发现在仅复合一层PEI时,电场强化LBL组装膜(5 V电压作用)对质量分数为95%的异丁醇/水体系的分离因子可达485,渗透通量为1521g/(m2·h)(60℃).     

聚丙烯酸钠荷负电膜的制备及分离特性研究

采用含浸法制备聚丙烯酸钠荷负电超滤膜,研究了聚丙烯酸钠含量、含浸时间、交联剂、乙酸和乙醇加入量等因素对膜性能的影响,利用红外光谱分析膜组成变化,获得制备聚丙烯酸钠荷电膜的合适条件.研究结果表明,实验制备得到的荷负电膜引入了羧基基团,膜的透过率影响较少,而截留率比未改性膜提高了9倍,由9.23%增加到89.02%.     

复合催化剂对聚酰胺纳滤膜结构和性能的影响

以聚砜(PSf)为基膜,间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体,通过界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜.考察了复合催化剂三乙胺(TEA)和樟脑磺酸(CSA)及反应条件对纳滤膜功能层结构和性能的影响.结果表明:在反应体系中,TEA和CSA的质量比为1/2时,随着复合催化剂中TEA的质量分数从0.5％增加到3％,纳滤膜功能层密度增大,表面粗糙度和水接触角下降,膜通量明显升高,但纳滤膜的截留率及其对盐的选择顺序基本不变.在TEA质量分数为2％、反应时间40 s、热处理温度80℃和热处理时间3 min的最优条件下,所得复合纳滤膜对2 g/L MgSO4溶液的截留率为93.2％,通量为16 L/(m2·h).在0.2～1.0 MPa的操作压力下,聚酰胺复合纳滤膜分离性能稳定.     

新型耐酸复合纳滤膜的制备与性能

为解决传统纳滤膜耐酸性较差的问题,以多孔聚砜超滤膜为基膜,以三亚乙基四胺、对苯二甲酸（TPA）与1,3,6-萘三磺酰氯为原料,采用界面聚合法制备一种新型复合纳滤膜,并对膜的形貌、亲水性、表面电荷、分离性能和耐酸性等进行了研究。研究结果表明,TPA的加入使膜的亲水性、电负性和耐酸性都有所提高;当TPA的添加质量分数为0.15%时,所制备的复合纳滤膜性能最好,其纯水通量可达17.0 L/(m2·h),对MgSO4的截留率可达91.3%。浸泡于质量分数为3%的HCl和20%的H2SO4溶液30 d后,该膜呈现出较好的稳定性能。本复合纳滤膜对工业酸性废水处理具有潜在的应用价值。